[发明专利]一种自修复防弹无纬布及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自修复防弹无纬布及其制备方法，包括超高分子量聚乙烯纤维作为骨架，还包括填充树脂，所述填充树脂填充在所述骨架中；所述填充树脂中包括基体树脂和均匀分散在所述基体树脂中的自修复成分，所述自修复成分为负载有固化剂的纤维素，所述固化剂负载于所述纤维素的孔道结构中；将所述超高分子量聚乙烯纤维与所述填充树脂进行热压制得自修复防弹无纬布；多层自修复防弹无纬布热压可制成防弹衣材料。本发明的自修复防弹无纬布具有多次修复功能，且自修复后的防弹性能较好。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种自修复防弹无纬布及其制备方法。

背景技术

防弹无纬布是制备防弹制品的主要材料之一，一般由超高分子量聚乙烯纤维和树脂构成。防弹无纬布的防弹作用主要表现在通过防弹材料消耗释放弹头的动能并将弹体碎裂后形成的破片弹开。理论上作用机理为：子弹击中织物材料后会在弹着点区域产生径向振动波，并通过材料沿着纤维轴向高速扩散，当振动波到达纤维交织点时，一部分波将沿着原先的纤维传递到交织点的另一边，再一部分转移到与之交织的纤维内部，还有一部分沿着原先的纤维反射回去并形成反射波。无纬布的基体材料超高分子量聚乙烯纤维为具有较多交织点的机织物，受弹击后，子弹动能可通过交织点上的纤维相互作用得以传递，从而使得子弹或弹片的冲击力能在较大区域内吸收，产生较好的防弹作用。在受子弹冲击时，无纬布的纤维会迅速把子弹的冲击波能量沿纤维轴向扩展开，树脂的变形可吸收一部分子弹的冲击波，且无纬布层间的树脂会使子弹冲击波沿防弹制品厚度方向传递。因此，防弹无纬布在防弹时，不仅需要高强度的超高分子量聚乙烯纤维，也需要高强度的树脂以及能传递子弹冲击波的介质。

然而，现有技术中的防弹无纬布也有其固有的缺点，例如冲击韧性不佳，不具备自修复功能，当受到的外部撞击力时，防弹无纬布容易出现开裂，一旦当其表面或内部产生裂纹，裂纹在应力作用下会慢慢扩展，导致无纬布内部裂纹的产生，最终导致无纬布材料整体的破裂失效。

因此，急需开发一种具有自修复功能的防弹无纬布。

发明内容

为了解决无纬布出现破损时难以修复或修复成本高的技术问题，而提供一种自修复防弹无纬布及其制备方法。本发明的防弹无纬布具有自修复功能。

一种自修复防弹无纬布，包括超高分子量聚乙烯纤维作为骨架，还包括填充树脂，所述填充树脂填充在所述骨架中；

所述填充树脂中包括基体树脂和均匀分散在所述基体树脂中的自修复成分，所述自修复成分为负载有固化剂的纤维素，所述固化剂负载于所述纤维素的孔道结构中。

进一步地，所述填充树脂占所述自修复防弹无纬布重量的5-30％，优选为 15-25％。当无纬布中树脂含量在15-25％时，树脂能够较好地披覆UHMWPE纤维并填充与纤维中，由于实际防弹无纬布制品是将多层填充了树脂后的 UHMWPE纤维按角度进行层间复合，填充树脂同时起到胶黏剂的作用，在该树脂含量范围内层间黏合较好，层与层之间的强度较高，在受到子弹冲击时纤维和树脂协同作用较好，整体防弹能力较高；而当树脂含量低于15％时，树脂不能很好地披覆纤维，层间黏合较差，束缚力过小，在受到子弹冲击时纤维易被子弹挤向两边，子弹从纤维孔隙穿过并分层，防弹性能较差；而当树脂含量高于25％时，较高的树脂含量束缚了UHMWPE纤维拉伸性能的发挥，且纤维层间剥离强度过大，当受到子弹冲击时纤维会大量剪切断裂，从而降低防弹性能。

进一步地，所述超高分子量聚乙烯纤维的分子量高于100万；所述基体树脂为环氧树脂-脲醛树脂；所述纤维素为丝瓜络纤维粉，粒径范围50μm-2mm；所述固化剂为脂肪族多元胺，如乙二胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺等。

再进一步地，所述环氧树脂-脲醛树脂中环氧树脂占10-20wt％，所述自修复成分在所述填充树脂中占5-10wt％。

进一步地，所述填充树脂的制备方法包括如下步骤：